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Universidad Nacional de Colombia
Departamento de Física
Fundamentos de Electricidad y Magnetismo
1P Parcial TALLER -Solucionar en CasaNombre: CRISTINA GONZALEZ VELEZ
G3N10
Código:175029
1.
En un cuadrado de 10 Å de lado se encuentran dos electrones en los vértices inferiores y dos protones en los vértices superiores.
Calcule el campo eléctrico en el centro del cuadrado.
Por simetría se cancelan los opuestos, es decir que si sumamos los campos de los protones mas los de los E=0 N/C
electrones al tener diferente signo se cancelan.
2.
Cuál debe ser el número de espiras de una bobina de 20 cm de largo para que una corriente de 1 A produzca un campo magnético
de 1miliTesla.
B=µo .n .I/ L  n= BL/ µo .I= 1*10-3 T *0,2 m/(4π*10-7 Tm/A *1 A)= 159,15 ESPIRAS
3.
N= 159,15
ESPIRAS
Un satélite GPS transmite a dos frecuencias L1=1575.42 MHz y L2=1227.6 MHz. Cuáles son sus respectivas Longitudes de onda λ1 y
λ2?
λ1= C/f= 3*108 m/s/ 1575.42*106 s-1= 0,19 m
λ1 = 0,19m
λ2 = 0,24 m
λ2= C/f= 3*10 m/s/ 1227,6*10 s = 0,24 m
8
4.
6 -1
Cuáles son el rango, frecuencia y longitud de onda en el espectro electromagnético de una radiación de 1 eV?
1ev=1,6*10-19 CV=1,6*10-19 J
E=hf  f=E/h=1,6*10-19 J/6,6*10-34 js=2,42*1014 hz
λ= C/f= 3*108 m/s/ 2,42*1014 s-1= 1,24*10-6 m
V= 2,42*1014 hz
En el rango de infrarrojo
5.
λ = 1,24*104 A
Una ráfaga de viento solar de electrones es detectada con una energía de 1 keV por el satélite ACE situado a 15 millones de km de
la Tierra. Con qué velocidad llegan a la Tierra y cuánto demoran las partículas en llegar a la Tierra?
Energía cinetica= mv2/2, despejando v,
𝑣=√
2𝐸
𝑚
2(1,60𝑥10−16 𝐶)
=√
1,67𝑥10−27 𝑘𝑔
= 437740,5
𝑚
𝑠
= 437,74 𝑘𝑚/𝑠
Como d= vo.t +at2/ 2 y como vo=0, d= at2/ 2 = vt/2  t=2d/v = 2(15*106 km/s)/437,74 km/s= 68533,8 s =1142,23 min
V= 437,74 𝑘𝑚/𝑠
T= 1142,23 𝑚𝑖𝑛
6.
un detector de electrones registra una corriente de 1 pico Amperio (10 -12). Toda esta corriente la absorbe un capacitor.
Cada 10 segundos cuántos electrones llegan al capacitor y cuánta carga se acumula en el mismo?.
INTENSIDAD=Q/t  Q=i.t = 1 *10-12A*10 S=1* 10-11 C.
𝑒−=
7.
1 ∗ 10−11 𝐶 ∗ 1𝑒 −
= 62,5 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑜𝑚𝑒𝑠
1,6 ∗ 10−19 𝑐
Np= 62,5
Q= 1*10-11 C
millones
Cuál es el Flujo de campo eléctrico, en Vm, producido por 8,9 pico Coulombios a través de una superficie cerrada?
Flujo= Q encerrada/ Eo= 8,9*10-12 c/8,9*10-12 C/m2N= 1 Vm
φE = 1 Vm
8.
A qué es igual el Flujo de campo magnético, en Tm2, a través de una superficie cerrada?
El flujo de campo magnetico es igual a la integral de el campo magnetico por la derivada de area, pero
como su distribución en una superficie cerrada siempre es en el sentido de un polo norte y sur, el flujo es
nulo.
φB = o
9.
Cuál es la velocidad tangencial y la frecuencia de giro, en cps (ciclos por segundo), de un electrón en un átomo de hidrógeno?
𝐹 = 𝑚. 𝑎 = 𝑚.
𝑣2
𝑟
=𝑘
𝑞1∗𝑞2
𝑟2
= (9*109 Nm2/C2 *( 1,6*10-19 C)2 )/(5*10-11 m)2 =9,26*10-8 N
𝑓=
2𝜋
m=9,1*10-31 kg
V=WR W=V/R= 4,50 *1016
𝑉 = √(𝐹 ∗ 𝑟)/𝑚 =2,25*106 m/s
𝑤
r=5*10-11 m
15
= 7,16 *10 Hz
V=4,50*1016 m/s
F =7,16*1015 Hz
10. Un chorro de 1025 protones provenientes del Sol se dirigen hacía el Ecuador geográfico y entran demorándose 1 ms. Cuál es
corriente, en A, que constituyen y qué ocurre cuando interactúan con el campo magnético terrestre?
Intensidad= Q/t  1 A= 1C/S
si 1 e- equivale a 1,6 *10-19 C, entonces 𝑄 =
1025 𝑒− 𝑋 1,6∗10−19 𝐶
1𝑒−
= 1,6 ∗ 106 𝐶
I=1,6*106 C/ 1*10-3 S = 1,6 *109 A
I= 1,6 *109 A
Estos electrones, hacer parte del viento solar que son las partículas
provenientes del sol; estas al llegar a la tierra se encuentran con la
magnetosfera la cual los desvia, según la ley de lorenz las partículas
positivas y las negativas van en diferente dirección como indica la ley de la
mano de derecha Fm= q V X B
11. cuál es la resistividad de un alambre de 10 cm de largo y 1 mm 2 de sección transversal si por el fluye una corriente de 100 mA
cuando se le aplica un voltaje de 5 Voltios.
R= V/I= 5 V/0,1 A=50 Ω
R=P(L/A)  P= R(A/L)= 50 Ω*(1*10-6 m2/0,1 m)=5*10-4 Ω.m
ρ= 5*10-4 Ω.m
Puntos 1
Nota/5 0,3
2
0,6
3
0,8
4
1,1
5
1,4
6
1,7
7
1,9
8
2,2
9
2,5
10
2,8
11
3,1
12
3,3
13
3,6
14
3,9
15
4,2
Incluir el soporte en los espacios asignados. Presentar sus respuestas con un solo decimal.
16
4,4
17
4,7
18
5,0